“…无 机 材 料 学 报 第 32 卷 量储存已经成为制约现代社会发展的一个重要问题。在 诸多电化学储能器件中, 超级电容器(Supercapacitors, SCs)因其高功率密度、长循环寿命、脉冲充放电等 特性而引起科学界和工业界的广泛关注 [1][2][3][4] 。为了满 足日益严峻的实际需求, 炭材料 [5][6][7] 、 导电聚合物 [8] 、 金属化合物(金属氢氧化物 [9] 、金属氧化物 [10] 、金属 硫化物 [11] 、金属氮化物 [12] 和金属磷化物 [13] )及其复 合材料 [14][15][16] 等被应用于高性能 SCs 电极。这些活性 材料按照储能机制通常可以分为两类: 双电层储能 类活性材料和法拉第赝电容储能类活性材料。一般 而言, 由双电层类活性材料构成的 SC 具有良好的 倍率特性和优异的循环性能, 但是能量密度相对较 低; 而赝电容材料因其可以提供可观的能量输出, 比双电层类材料具有更高的容量。 为了制备高能量密度 SCs, 研究工作者将目光 聚焦在赝电容材料上。人们发现二氧化钌(RuO 2 )具 有高的电化学活性, 是一种理想的 SC 用活性材料, 但是 Ru 的价格高昂、 储量低限制了其规模化应用 [17] 。 研 究 发 现 储 量 丰 富 的 过 渡 金 属 氧 化 物 (Transition Metal Oxides, TMOs), 如 NiO [18] 、Co 3 O 4 [19] 、V 2 O 5 [20][21] 、 MoO 3 [22] 、MnO 2 [23] 和 Fe 2 O 3 [24] [25] 。除了反应温度之外, 体系中的液相体积、溶 解盐的种类数量等都对产物形貌产生明显影响 [26][27] 。 通过这种方法还可以低温制备特殊氧化态的过渡金 属化合物, 是一种高效低成本的合成技术。该方法 过程相对简单, 反应条件相对温和, 易于控制, 可 以有效防止有毒有害物质的挥发, 产物纯度高, 晶 粒尺寸大, 可以实现单分散颗粒的可控制备。表 1 列举了一些溶剂热/水热合成 BTMOs 的相关条件, 从表中可以看出这种方法可以实现从一维到三维材 料 BTMOs 的可控制备 [27][28][29][30] [32] Fig. 2 FE-SEM and TEM images of porous NiCo 2 O 4 microsphere [32] 以免去粘结剂的使用, 这不仅可以减小接触电阻, 还可以提高能量密度 [33][34][35] 。且多孔基底的使用还可 以增加活性位点的数量, 使沉积的 BTMOs 可以有更 多的机会与电解液接触, 从而提高 BTMOs 的有效利 用率, 保证材料高容量的发挥。电沉积法简单快捷, 产物形貌尺寸均匀, 但产量低阻碍了其实际应用。…”